LEGO és sport: a konstruktőr mint mérnöki, oktatási és verseny eszköz Előszörre LEGO főként gyerekjáték, míg a sport a magas fizikai terhelés és a szakmai mesterség szférája. Azonban a tudományos és gyakorlati anyagok elemzése azt mutatja, hogy ezek két világ találkozása sokkal mélyebb, mint amennyire első pillantásra tűnik. A LEGO nemcsak gyűjthető sportautók objektuma, hanem egy erős eszköz az mérnöki oktatás, a sport mechanizmusok modellezése és még a protézis eszközök fejlesztése számára is. Sportmérnöki kreativitás: robotok és versenyek A LEGO és a sport szinergiájának egyik legjelentősebb megnyilvánulása a robottechnikai konstruktőrök használatával zajló mérnöki versenyek. Például a Torontói Egyetemen évente megrendezett BMEC (Biomedical Engineering Competition) során a diákoknak egy könyökprotzét kellett létrehozniuk, amely képes labdarúgásra (kicker). A szerkezetet kizárólag LEGO Mindstorms részletekből kellett összeállítaniuk — programozható robottechnikai készletekből. Érdekes módon a verseny győztese az a csapat lett, akinek a mechanikai tervezése a bíráktól eleinte "túl egyszerűnek" tűnt, de ez a tervezés volt a legfunkcionálisabb a valós játékos körülmények között. Ez az eset jól illusztrálja az mérnöki ügyek alapvető elvét: a legjobb projekt papíron nem mindig válik a legjobb funkcionálisnak. Hasonlóképpen, az mérnöki oktatás területén végzett kutatások kiemelik a robotlabdarúgást hatékony tanulási feladatnak. Ezek a projektek értékelési kritériumai tartalmazzák a programozás bonyolultságát, a robot struktúrai bonyolultságát, a használt érzékelők és végrehajtó mechanizmusok sokféleségét, valamint a játékos műveletek variációját. Japánban LEGO MindStorms használatával zajló robottechnika szaktanfolyamokat szerveznek, amelyek csúcspontja egy barátságos robotlabdarúgó mérkőzés, ahol a résztvevők robotokat állíthatnak össze próbálkozásból és hibázásból anélkül, hogy mély előzetes ismeretekkel rendelkeztek a mechanikában. A sport programozása és fizikája is helyet kap az iskolákban. Például az Egyesült Államokban a Nort-Bellmore általános iskola diákjai LEGO SPIKE-t használnak robotok létrehozására és programozására "karneváli" sportjátékokhoz — bowlinghez, jégkoronghoz és mini golfhoz. A motorok, a színérzékelők és a giroszkópos érzékelők használatával a gyerekek a Blockly vizuális környezetben programozzák a mozgásokat. Az Illinois államban hasonló program a labdarúgó edzéseket kombinálja LEGO robotok konstruálásával, amelyek a labdát a lábbal lövik. A diákok különböző szögeket és sebességeket próbálnak ki, használva adatérzékelőket az eredmények mérésére, ami segít nekik megérteni, hogy a sebesség, a pontosság és a térbeli érzékelés hogyan kapcsolódik a fizikai elvekhöz. Technikai tökéletesség: LEGO mint a Formula-1 mérnöki lelke A LEGO termékek leg«sportosabb» része a Technic sorozat, amely a Formula-1-re van szentelve. Ezek a készletek nehezen nevezhetők hagyományos játéknak: a gyártó 18+ korhatáros besorolást ad nekik, és a részletesség és az mérnöki kidolgozás lenyűgöző. A LEGO Technic F1 sorozat legújabb készletei, amelyeket az Oracle Red Bull Racing, a Ferrari, a Mercedes-AMG és a McLaren csapatokkal közösen fejlesztenek ki, nemcsak külsőleg, hanem funkcionálisan is utánozzák a valós autókat. A modellekben megtalálhatóak: Munkás felfüggesztés push-rod és pull-rod elemekkel, amelyek hasonlóak a valós autókhoz. V6 motor, amely mozgó hengerrel és MGU-H (Motor Generator Unit - Heat) rendszerrel, amely a váltótól kap energia. Rugalmassal rendelkező hátsó diffúzor (DRS). 2- fokozatú váltó. Különösen érdekes a fejlesztés filozófiája: a McLaren MCL36 modell létrehozása során a LEGO mérnökei folyamatos kapcsolatban álltak a Formula-1 csapat mérnökeivel, és folyamatosan frissítették a készlet tervezését a 2022-es szezon során végrehajtott valós változások alapján. Ez egy egyedülálló együttműködési eset, figyelembe véve a világbajnokság technológiai titkosságát. A sorozat költségvetési készletei, mint a Speed Champions (kb. 27 dollár értékben), is lenyűgöző pontossággal utánozzák minden csapat egyedi aerodinamikai elemeit — a oldalpontonok és "undercut" konstruktúrájától kezdve a előlapi szárnyakig és az DRS aktivátorokig, amelyek a Mercedes, a Red Bull és a Ferrari esetében különböznek. Túlnyúlik a kerekek határain: biomechanikai mérnöki és oktatás Azonban a legizgalmasabb az, hogy a LEGO-t olyan struktúrák létrehozására használják, amelyek nem kerekes, hanem biomechanikai vagy zoológiai alakú sportot utánoznak. Egy kiemelkedő példa erre a LEGO Ideas platformon bemutatott hatlábú jármű. A tervező egy bonyolult mérnöki feladatot oldott meg, létrehozva egy mechanizmust, amely utánozza az élő lények "organikus gördülékenységét". Helyett, hogy minden lábat egyedileg programozott volna (ahogy a Boston Dynamics teszi), az újszerű megoldást alkalmazott: egy változó sebességű átviteli rendszer, amely automatikusan lelassítja a lábat a támaszkodás során és felgyorsítja a hordozás során, valamint egy függőleges stabilizátor és rugalmas lábak. Ez lehetővé teszi a jármű számára, hogy sima felületen haladjon, mint egy élő organizmus. Az oktatási pszichológia szempontjából a LEGO és a sport kombinációja megerősített hatékonyságot mutat. Egy kutatás, amely összehasonlította a kognitív edzéseket (LEGO Mindstorms gyűjtése és összeszerelése használata) a sport edzésekkel (labdarúgás), azt mutatja, hogy mindkét forma aktivitás javítja a 10-12 éves gyermekek hasonlóitásos gondolkodását. Azonban a LEGO-val végzett edzések jelentős változásokat eredményeztek a 4-komponensű rendszerek és kapcsolatok végrehajtásában, ami meghaladta a kizárólag sportos csoport eredményeit bizonyos kognitív területeken. Ez azt mutatja, hogy a LEGO nemcsak szórakozás, hanem egy teljes értékű eszköz lehet az absztrakt és rendszeres gondolkodás fejlesztésére sport anyagon keresztül. Záró gondolat Ezért a sport és a LEGO legalább három dimenzióban metszik egymást: A sport mint feladat: A labdarúgás, jégkorong vagy golf robotjainak konstruálása és programozása ideális tanulási környezet az mérnökök és programozók számára. A sport mint objektum: A LEGO Technic és Speed Champions készletei hihetetlen pontossággal utánozzák a valós Formula-1 autók mérnöki megoldásait, és mint tanulási segédlet a mechanikához és aerodinamikához. A sport mint metafora: A kikerő protzézsek vagy bionikus járművek fejlesztése azt mutatja, hogy a játékos platform hogyan használható komoly biomechanikai és robottechnikai feladatok megoldására.
© elibrary.at

Permanent link to this publication:

https://elibrary.at/m/articles/view/Lego-és-sport